電容式傳聲器

電容式傳聲器

電容式傳聲器是—種依靠電容量變化而起換能作用的傳聲器,也是目前運用最廣、性能較好的傳聲器之一。主要由極頭、前置放大器、極化電源和電纜等部分組成。

基本介紹

  • 中文名:電容式傳聲器
  • 外文名:Condenser microphone
  • 頻率範圍:10Hz~20kHz
  • 類型:一種傳聲器
簡介,結構介紹,特點,工作原理,日常維護,使用環境,電池更換,計量檢定,

簡介

電容式傳聲器是精密測量中最常用的一種傳聲器,其穩定性、可靠性、耐震性,以及頻率特性均較好。其幅頻特性平直部分的頻率範圍約為10Hz~20kHz。

結構介紹

電容式傳聲器是—種依靠電容量變化而起換能作用的傳聲器,也是目前運用最廣、性能較好的傳聲器之一。
電容式傳聲器主要由極頭、前置放大器、極化電源和電纜等部分組成。
電容式傳聲器的極頭實際上是一隻電容器。只不過是電容器的兩個電極,其中一個固定,另一個可動而已,通常兩電極相隔很近(—船只有幾十微米)。可動電極實際上是—片極薄的振膜(約25~30μm)。固定電極是一片具有一定厚度的極板,板上開孔或挖,控制孔或槽的開口大小以及極板與振膜的間距,以改變共振時的阻尼而獲得均勻的頻率回響。
振膜要求比強度值較高,—般採用金屑化的塑膠膜或金屬膜。
在高聚物薄膜中,以聚酯膜的比強度為最高,金屬化後常用作高保真廣播電容傳聲器。金屬膜的比強度則以鈦膜和鈦合金膜為最高.其次為鎳膜及鎳合金膜、鋁合金膜、不鏽鋼膜等。鈦合金膜因加工極其困難,所以只用在極少量的高級標準電容傳聲器上;而鎳膜及鎳合金膜由於工藝性好,可以電鍍制膜,穩定性也極好,所以常用在測量電容傳聲器上。
電容式傳聲器的工作原理是:當振膜在聲波作用下產生振動而引起電容量變化時,電路中電流也隨之相應變化.這時負載電阻上就有相應的電壓輸出,從而完成了聲電轉換。
極頭串接到直流極化電源和負載電阻的電路中。由於電容量發生變化時,充電電荷來不及釋放或繼續充入,所以電壓的變化與電容量的變化是成反比的。
由於電容式傳聲器的電容小(約50~100μF),負載電阻大(約10~15MΩ),所以其極頭都需要連線一個阻抗變換用的前置放大器,將高阻抗轉換為低阻抗。前置放大器早期多採用小型電子管陰極輸出器,目前都已改用中頻段具有極低內部噪聲電壓的場效應電晶體射隨器,也有採用固體電路的。
極化電源有兩組供電,—組供給預放大器,—組供給極頭振膜的極化電壓。極化電壓一般為150~200V,採用外接電源時,一般為28V。極化電源部分,有時還附有低頻指向特性換能器。
電容式傳聲器的供電方法,廣泛採用的有幻路供電和平行供電兩種。幻路供電的主要優點是信號輸出線和電源線合用,使電容傳聲器的多芯電纜減少為二芯禁止線,但這種方法的前置放大器必須是對稱輸入,否則無法工作。幻路供電一般有變壓器中心抽頭法和電阻模擬中心抽頭法兩種類型;平行供電又稱A—B供電,其最大特點是省去了輸出變壓器,它和幻路供電一樣,信號輸出線和電源線共用,使電容式傳聲器的電纜只需二芯禁止線,常用的平行供電有對稱和非對稱兩種輸出電路。
電容式傳聲器

特點

電容式傳聲器具有一系列突出的特點,如靈敏度高(>0.8mV/μbar)、動態範圍寬(12dB)、頻率回響寬而平直(從10GHz~20kHz)、以及優越的瞬態回響和穩定性、極低的機械振動靈敏度、音質良好等,但其製造工藝較複雜、比較嬌氣、成本也較高。所以廣泛套用於電視、廣播、電影及劇院中的高保真錄音的場合,或用於科研上的精密聲學測量的場合,甚至因其靈敏度極其穩定且可絕對校準,而將其精確標定電壓,用作聲學基準。

工作原理

電容式傳聲器是目前各項指標都較為優秀的一種傳聲器,具有頻率特性較好、音質清脆、構造堅固、體積小巧等優點。它被廣泛套用在廣播電台、電視台、電影製片廠及廳堂擴聲等各種場合。
電容傳聲器,它主要由電容、直流電源和負載電阻構成。
電容的一個極板用作檢取聲波的振膜,用導線固定在傳聲器上。另一個極板直接固定在傳聲器上。電容、直流電源和負載電阻構成了一個電流迴路。電容的兩個極板相距20~50,形成50~200pF的電容。
電容傳聲器的工作原理可簡單概括為:當聲波作用於金屬膜片時,膜片發生相應的振動,於是就改變了它與固定極板之間的距離,從而使電容量發生變化。而電容量的變化可以轉化成電路中電信號的變化。因此,通過這樣一個物理過程就可以把聲波的振動轉變為電路中相應的電信號,並由負載電阻輸出。
如果聲音響度大,膜片的振動幅度就大,則輸出電壓幅度就大;如果聲音的音調高,膜片的振動頻率就高,則輸出電壓變化的頻率也高;如果聲音的音色不同,膜片的振動規律(波形)就不同,則輸出電壓也有相應的波形變化。於是,就將聲音的三要素(響度、音調、音色)轉換成了電信號中的三要素(幅度、頻率、波形)。

日常維護

使用環境

溫度範圍:-10℃~50℃
相對濕度:<90%
大氣壓力:65kPa~100kPa

電池更換

在使用新電池時,放開按鍵開關後,聲校準器應該正常工作。如不工作,則說明電池電力不足,應更換電池。更換方法:
1、打開後蓋;
2、撥出疊層電池和極扣,從電池罩中取出電池;
3、將新電池裝入電池罩,扣上極扣,蓋上後蓋。
電容式傳聲器

計量檢定

聲校準器應定期(例如1年)送計量部門檢定,以保證其準確性。聲校準器送計量檢定時,如發現聲校準器聲壓級不是94.0dB,可以對其進行調整。打開後蓋,用小起子調節內部電位器,使其產生的聲壓級為準確的94.0dB(註:應使用壓力場回響型實驗室標準傳聲器及相應精度測量放大器進行測量)。對114.0dB不需進行調整,一般情況下,用戶沒有相應的儀器,不能自行調整。

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